密度和氮用量对烤烟上部叶中性致香物质和感官质量的影响

张渝婕，赵铭钦*，贺 凡，刘鹏飞，王鹏泽，来 苗，卢素萍，石 刚

（1.河南农业大学烟草学院，郑州 450002；2.湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂，武汉 430051）

密度和氮用量对烤烟上部叶中性致香物质和感官质量的影响

张渝婕1，赵铭钦1*，贺 凡1，刘鹏飞1，王鹏泽1，来 苗1，卢素萍1，石 刚2

（1.河南农业大学烟草学院，郑州 450002；2.湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂，武汉 430051）

为了研究种植密度与氮用量互作对烤烟上部叶香气物质含量和感官质量的影响，以云烟87为试验材料，采用两因素裂区试验设计，通过方差分析、显著性检验和偏相关分析等方法进行了研究。结果表明：（1）种植密度和氮用量与中性致香物质含量皆呈极显著正相关关系，二者互作对上部叶中性致香物质含量增加作用明显，尤其是高密度高氮、高密度中氮、中密度高氮和中密度中氮等4个互作处理烟叶香气总量提升幅度较大；（2）种植密度与感官质量呈极显著负相关关系，而低密度、中密度分别与低氮、高氮互作则对感官评吸质量有一定的促进作用；（3）不同互作处理相比较，以中密度高氮为最好，低密度高氮、低密度中氮、高密度高氮、高密度中氮次之，高密度低氮相对较差，表明不同的种植密度与氮用量互作对上部烟叶香吃味质量影响效应明显不同。

烤烟；上部叶；密度；氮用量；中性致香物质；评吸质量

烟草的土壤营养和空间营养影响甚至决定着烟叶的香吃味质量。合理控制种植密度是协调烟草个体与群体矛盾的主要栽培技术之一，也是决定烟叶产量与质量的主要因素［1］。适宜的氮用量可以保证烟株正常生长发育，有助于烟叶品质和产量的提高［2］，多数研究表明，密度和施氮量对烤烟的农艺性状、化学成分、光合作用、产量及产值等均有显著影响［3-9］。有关种植密度和氮用量对烟叶品质的影响研究文献较多，但二者互作对香吃味质量的影响研究较少。针对这一问题，开展了种植密度与氮用量互作对烤烟中性致香成分含量与感官质量的影响，旨在为提高河南烤烟上部叶质量及其可用性提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2013—2014年在南阳市方城县金叶园进行。供试土壤为黄壤土，pH为7.48，有机质11.45 g/kg，全氮0.72 g/kg，碱解氮55.00 mg/kg，速效磷15.01 mg/kg，速效钾160.00 mg/kg。试验田地势平坦、灌溉便利，前茬作物为玉米。供试品种为云烟87。施用肥料均为烟草专用复合肥［m（N）：m（P2O5）∶m（K2O）=10∶10∶20］，硝酸铵（含纯氮34%），重过磷酸钙（含P2O546%），硫酸钾（含K2O 50%）；其中总纯氮用量的40%由芝麻饼肥（全氮57.08 g/kg、全磷26.15 g/kg、全钾14.29 g/kg）提供，氮、磷、钾肥的70%条施作基肥，30%作穴肥，田间管理按规范化栽培措施进行。

1.2 试验设计

本试验为两因素裂区试验，主因子（主区处理）为种植密度（D），设置3个水平，分别为D1： 13 500 株/hm2，D2∶16 500 株/hm2，D3∶19 500 株/hm2，采用1.20 m固定行距，株距分别为D1：0.617 m，D2：0.505 m，D3：0.427 m；副因子（副区处理）为氮用量（N），设置3个水平，分别为纯氮N1：45 kg/hm2、N2：60 kg/hm2、N3：75 kg/hm2，每个处理施用P2O590 kg/hm2，K2O 135 kg/hm2，整个裂区试验共设置9个处理，3次重复，共27个小区，每小区面积为130.00 m2。于4月中旬条施70%肥料，5月1日移栽。

1.3 测定项目与方法

化学成分测定方法参考文献［10-11］进行测定。中性致香成分采用水蒸气蒸馏-二氯甲烷溶剂萃取法［12］进行提取，所得样品有机相以GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性，各组分相对含量以其峰面积所占总峰面积的百分比表示。

感官评吸由吉林烟草工业有限责任公司技术中心卷烟评吸委员会进行。采用单料烟9分制评吸方式，即各个评吸指标均按各自的质量档次进行赋值计分，最后再计算评吸总得分。数值处理采用Excel和SPSS 20.0软件进行分析。

2 结 果

2.1 密度与氮用量互作对烤烟上部叶化学成分含量的影响

通过分析密度与氮素互作对上部叶化学成分含量的影响，结果表明（表1），密度对烟碱、糖碱比作用极显著，对钾含量作用显著，密氮互作对糖、烟碱、钾含量、糖碱比产生极显著或显著影响，氮用量对化学成分影响最大，互作次之，密度最小。糖碱比、氮碱比随密度增大整体呈先增大后减小的变化趋势，氮用量增大后，糖含量、糖碱比和氮碱比整体呈下降趋势，钾氯比整体呈先增大后减小的变化趋势。

表1 密度与氮用量互作对烤烟上部叶化学成分的影响Table 1 Effects of different treatment interactions on chemical component contents in upper leaves of flue-cured tobacco

2.2 密度和氮用量互作对烤烟上部叶中性致香物质含量的影响

由表2看出，不同类别致香成分含量与香气总量随密度和氮用量增大整体呈上升趋势。表现为低密度（D1）下氮用量增大后，西柏烷类致香物质含量、新植二烯含量和香气总量在低氮下含量最低，中氮下含量略高于高氮下含量，其他致香成分含量随氮用量的增大而显著升高；中密度（D2）和高密度（D3）下中性致香成分含量随氮量增大整体呈上升趋势。低氮（N1）下密度增大后，新植二烯含量先上升后下降，中密度的新植二烯含量略高于高密度的含量，其他致香成分含量和香气总量呈现先降低后升高的变化；中氮（N2）下密度增大后，芳香族氨基酸类、西柏烷类致香物质含量和除新植二烯外香气总量先降低后升高，其他致香成分含量和香气总量显著升高；高氮（N3）下密度增大后，中性致香成分含量整体呈上升趋势。中性致香成分含量在高密和高氮下含量显著高于其他处理。说明密度和氮用量与致香物质含量密切相关。

进一步研究表明，不同处理烟叶中的香气物质含量及其组成明显不同。就香气物质含量而言，以D3N3处理烟叶中香气物质含量最高，D2N3和D3N2处理次之，D1N1和D2N1处理最低；就香气物质组成而言，D3N3、D3N2和D2N3处理烟叶中不同致香成分含量均较高，D1N3和D2N2次之，D1N1、D1N2和D2N1处理在不同类别致香物质含量均较低。

表2 不同互作处理对烤烟上部叶致香物质含量的影响 μg/gTable 2 Effects of different treatment interactions on aroma component contents in upper leaves of flue-cured tobacco

2.3 密度和氮用量互作对烤烟感官质量的影响

通过密度和氮用量对上部烟叶感官质量的研究结果表明（表3），随着密度的增大，烟叶的感官质量总体呈明显下降趋势，主要表现为香气质变差、香气量减少、杂气增大、刺激性加重、余味舒适性有所降低。而无论在何种密度条件下，当烟株施氮量增加后，烟叶的感官评吸质量却有显著提升，表现在香气质、香气量、劲头、燃烧性等方面的得分增加。进一步的显著性检验显示，密度对香气质、香气量、杂气、刺激性、余味有极显著的影响，密度和氮用量对劲头和灰色均表现出显著互作效应，密度、氮用量及互作对评吸结果影响极显著。不同处理相比较，以D1N3和D1N2处理的感官质量最好，D2N1、D1N1和D2N3次之，D2N2和D3N1处理的感官质量最差。

表3 不同互作处理对烤烟上部叶评吸质量的指标统计和显著性检验Table 3 Index statistics of different treatment interactions and significance test on smoking quality in upper leaves of flue-cured tobacco

2.4 密度和氮用量互作对烤烟香吃味质量的偏相关分析

通过密度和氮用量与不同致香物质含量的偏相关分析结果（表4）显示，分别除去氮用量、密度的影响可得，密度、氮用量与5个类别致香含量及香气总量均呈现极显著的正相关关系；建立线性回归方程Y香气总量=0.018*D+3.447*N+292.761，R2=0.756。说明密度和氮用量互作对上部烟叶香气物质含量的影响较为明显。

进一步对密度和氮用量与上部叶评吸质量的偏相关分析（表4）显示，除去氮用量影响，密度与香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、评吸总分呈极显著负相关关系；除去密度影响，氮用量与劲头呈显著正相关关系，与刺激性和余味存在负相关关系，表明密度和氮用量对感官质量具有明显的影响。

3 讨 论

本试验研究表明，密度和氮用量与中性致香成分呈极显著的正相关关系，二者对提高香气总量都有极显著的促进作用，具体表现为，同密度水平下，高氮量的致香成分含量（西柏烷类除外）能达到最大值或较大值；同氮素水平下，高密度的致香物质含量最大，中密度次之，低密度的含量最小。其中，密度和氮用量分别为19 500 株/hm2、75 kg/hm2和19 500 株/hm2、60 kg/hm2互作处理的烟叶不同致香物质含量均较高，16 500 株/hm2、75 kg/hm2和16 500 株/hm2、60 kg/hm2次之。13 500 株/hm2、75 kg/hm2处理的烤烟棕色化产物类物质含量最高。说明高香气成分的烤烟主要集中在中密度、高密度和中氮量、高氮量的处理中，与以往的研究结论基本一致［13-16］。

表4 烤烟致香物质含量和感官质量的偏相关分析Table 4 Partial Correlation analysis of aroma component contents and smoking quality

研究结果显示，高密度对提高烤烟中性致香物质含量十分有利，但是对感官质量存在不利影响。影响上部叶感官质量的主要因素为种植密度，上部叶感官质量随密度增大而显著下降，可能是因为密度和氮用量的增大会引起化学成分、游离氨基酸等含量的变化［5，7，17］，而这些成分对感官质量有显著影响［18-23］，如总糖、还原糖与评吸总分极显著或显著正相关，总氮、烟碱、氯含量与评吸总分极显著或显著负相关［18-20］，本试验结果表明，总糖、还原糖和氯含量随密度的增大整体呈下降趋势，烟碱、总氮、钾含量和钾氯比随密度增大整体上升，与宋莹丽等［24］的研究结果一致。因此，密度增大会导致感官质量下降。游离氨基酸含量过高或过低也会降低烤烟的抽吸品质［21-22］，大部分香味成分与感官质量显著正相关，但也有少量香气成分与感官质量呈显著负相关关系［23］，这也是导致感官质量下降的原因。

4 结 论

密度和氮用量增大，均可极显著提高上部叶中性致香物质含量，密氮互作对不同类别致香成分含量的提高作用极显著。上部叶感官质量随氮用量增大整体呈上升趋势，随密度增大而极显著下降，密度是影响上部叶感官质量的主要因素。综合分析可得，密度为16 500 株/hm2、氮用量75 kg/hm2的互作处理对提高烤烟上部叶中性致香物质含量和感官质量最适宜。

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Effects of Planting Density and Nitrogen Application Rate on Neutral Aroma Components and Smoking Quality in Upper Leaves of Flue-cured Tobacco

ZHANG Yujie， ZHAO Mingqin*， HE Fan， LIU Pengfei， WANG Pengze， LAI Miao， LU Suping， SHI Gang2
（1. College of Tobacco Science， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China； 2. Wuhan Cigarette Factory， China Tobacco Hubei Industrial Co.， Ltd.， Wuhan 430051， China）

The effects of the interaction between planting density and nitrogen application rate on neutral aroma component contents and smoking quality of upper leaves was studied with Yunyan 87 as the sample variety using a split-plot experiment design and the data was ananlyzed using variance analysis， significance test， partial correlation and other methods. The results showed that both planting density and nitrogen application rate had significantly positive correlation with neutral aroma component contents. The interaction of planting density and nitrogen application rate had a greater influence on the enhancement of neutral aroma component contents， especially in the following four treatment combinations including high density high nitrogen， high density medium nitrogen，medium density high nitrogen and medium density medium nitrogen， all of which significantly improved the total aroma content of the upper leaves. Partial correlation analysis showed that planting density showed a significantly negative correlation with smoking quality. Low and medium planting density， in combination with both low nitrogen application rate and high nitrogen application rate could promote smoking quality. Compared with the comprehensive assessment of different combinations of treatments， the results indicated that the treatment combination of medium density， high nitrogen was the best and most appropriate combination in neutral aroma component contents and smoking quality， the treatment combinations of low density high nitrogen， low density medium nitrogen，high density high nitrogen and high density medium nitrogen were the next， and the treatment combination of high density low nitrogen was the worst compared with the other treatments. Comparison between different treatment combinations revealed that the influence on neutral aroma component contents and smoking quality was significantly different among interactions of different planting densities and nitrogen application rates.

flue-cured tobacco； upper leaves； planting density； nitrogen application rate； neutral aroma components； smoking quality

S572.06

1007-5119（2015）06-0037-06

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.06.007

吉林烟草工业有限责任公司项目“提高河南基地上六片叶可用性技术研究与示范开发”［JY2013001］

张渝婕（1990-），硕士研究生，研究方向为烟草栽培生理生化研究。E-mail：fionazhangyj@163.com

*通信作者，E-mail：zhaomingqin@126.com

2015-07-01

2015-11-28